FR3140213A1 - Vehicule automobile comprenant un systeme d’evacuation de chaleur de batterie de traction, procede et programme sur la base d’un tel vehicule - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un véhicule automobile (V) comprenant au moins une batterie de traction (B) rechargeable logée dans un bac de batterie (L), et des vitres d’habitacle (F), comprenant en outre un système d’évacuation de chaleur qui comprend :- au moins une trappe (T) du bac de batterie (L) ;- un moyen d’évaluation (S) pour évaluer la température de ladite batterie (B) ;- un moyen de contrôle de ladite trappe (T), configuré pour ouvrir la trappe (T) si la température de ladite batterie (B) dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et - un moyen de contrôle des vitres (F) configuré pour ouvrir les vitres (F) en entrebâillement si la température de ladite batterie (B) dépasse la température seuil lors des phases de recharge. L’invention concerne également un procédé d’évacuation de chaleur et un programme sur la base d’un tel véhicule (V). Figure 3

Description

VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN SYSTEME D’EVACUATION DE CHALEUR DE BATTERIE DE TRACTION, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE
L’invention se rapporte au domaine de l’optimisation des opérations de rechargement des batteries de propulsion pour les véhicules automobiles, le but étant de réduire au maximum ce temps de rechargement.
Sur les véhicules existants, le rechargement des batteries de propulsion des véhicules électriques est protégé en cas de surchauffe des batteries par un système d’analyse de température. Une sonde de température permet de relever la température des batteries, et au-delà d’un certain seuil de température, un système de refroidissement est lancé, ce qui permet de supprimer les risques d’endommagement des batteries, voire les risques éventuels de départ d’incendie au niveau des batteries.
Les batteries des véhicules électriques, lorsqu’elles se rechargent, ont tendance à chauffer, ceci étant encore plus particulièrement le cas lors des périodes de forte chaleur comme en été notamment. Les systèmes de refroidissement basés sur un procédé technique de type climatiseur permettent d’éviter tout risque d’endommagement des batteries ou de départ d’incendie. Cependant, pour fonctionner, ils nécessitent d’être alimentés électriquement par les batteries de traction du véhicule. Ceci va donc rallonger le temps de recharge des batteries, et lorsque les batteries sont rechargées, très souvent ce système de refroidissement continue à fonctionner pour diminuer la température des batteries jusqu’à un seuil défini, ce qui va alors pénaliser l’autonomie du véhicule électrique.
Un objectif de l’invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution de refroidissement en limitant la consommation de l’énergie de la batterie, de sorte à préserver son autonomie.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant au moins une batterie de traction rechargeable logée dans un bac de batterie, et des vitres d’habitacle, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un système d’évacuation de chaleur qui comprend :
- au moins une trappe pour ouvrir le bac de batterie ;
- un moyen d’évaluation pour évaluer la température de ladite batterie ;
- un moyen de contrôle de ladite trappe, configuré pour ouvrir la trappe si la température de ladite batterie dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et
- un moyen de contrôle des vitres configuré pour ouvrir les vitres au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
Avantageusement, l’invention permet d’évacuer la chaleur produite par les batteries lors des recharges pour utiliser le plus tardivement possible le système de refroidissement des batteries et ainsi permettre une optimisation du temps de recharge des batteries et une amélioration de l’autonomie des véhicules électriques.
Plus précisément, la configuration selon l’invention permet à l’air chaud émis par les batteries lors des phases de rechargement de s’évacuer, de préférence via l’habitacle du véhicule, ce qui permet d’éviter d’utiliser le système de refroidissement des batteries à cet effet et donc d’optimiser le temps de chargement des batteries.
Selon une variante, le véhicule automobile est dans un repère dans l’espace comprenant un axe avant-arrière suivant une direction de déplacement du véhicule automobile, un axe latéral perpendiculaire à l’axe avant-arrière, et un axe vertical perpendiculaire à l’axe avant-arrière et à l’axe latéral, le véhicule automobile comprenant en outre un habitacle, et se caractérise en ce que le bac de batterie est disposé sous l’habitacle du véhicule en référence à l’axe vertical, et la trappe débouche dans l’habitacle.
Cela permet d’évacuer la chaleur par l’habitacle du véhicule automobile. En outre, cela permet d’éviter d’introduire de l’eau ou des poussières venant de l’extérieur du véhicule, par exemple du sol, dans le bac de batterie.
Selon une variante, la trappe est disposée sensiblement au-dessus de ladite batterie en référence à l’axe vertical.
Cela permet de faciliter l’évacuation de la chaleur par convection sans nécessiter de ventilation spécifique.
Selon une variante, le véhicule automobile comprend en outre des sièges avant en référence à l’axe avant-arrière, caractérisé en ce que la trappe débouche vers l’arrière des sièges avant en référence à l’axe avant-arrière.
Cela permet d’évacuer la chaleur à distance des utilisateurs.
Selon une variante, le moyen d’évaluation comprend une sonde de température disposée dans le bac de batterie.
Cela permet d’évaluer simplement la température de la batterie sans nécessiter de temps de calculs d’ordinateur.
Selon une variante, le véhicule automobile comprend en outre un système de refroidissement basé sur un dispositif de refroidissement tel qu’un climatiseur.
Cela permet de refroidir activement la batterie en cas de surchauffe.
Un autre objet de l’invention concerne un système d’évacuation de chaleur pour un véhicule automobile selon l’invention, comprenant :
- au moins une trappe d’ouverture du bac de batterie ;
- un moyen d’évaluation pour évaluer la température de ladite batterie ;
- un moyen de contrôle de ladite trappe, configuré pour ouvrir la trappe si la température de ladite batterie dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et
- un moyen de contrôle des vitres configuré pour ouvrir les vitres au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
L’invention a en outre trait à un procédé d’évacuation de chaleur pour un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- évaluer la température de ladite batterie ;
- contrôler ladite trappe pour l’ouvrir si la température de ladite batterie dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et/ou
- contrôler les vitres pour les ouvrir au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
L’invention porte par ailleurs sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé d’évacuation de chaleur selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles :
- illustre schématiquement une vue latérale en élévation d’un habitacle et d’un bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’art antérieur ;
- illustre schématiquement une vue latérale en élévation d’une partie antérieure d’un habitacle et d’un bac de batterie d’un véhicule automobile selon l’invention, où la trappe est fermée ;
- illustre schématiquement une vue latérale en élévation selon la figure précédente, où la trappe est ouverte ; et
- illustre schématiquement une vue arrière en élévation de la partie antérieure des figures 2 et 3.
L’invention se base sur un véhicule automobile V ayant une structure généralement similaire à celle de l’art antérieur. La référence F1 en concerne une fixation d’un bac batterie L sur la caisse du véhicule V.
L’invention propose d’évacuer la chaleur E produite par les batteries B lors des recharges pour utiliser le plus tardivement possible le système de refroidissement des batteries, et ainsi permettre une optimisation du temps de recharge des batteries B et une amélioration de l’autonomie des véhicules électriques V.
En particulier, il s’agit d’un système d’évacuation de la chaleur E des batteries B lors des phases de recharge. Le principe est, en fonction d’une température seuil, d’ouvrir une trappe T à l’intérieur du véhicule V ainsi que de réaliser un entrebâillement des vitres F pour permettre à l’air chaud émis par les batteries B lors des phases de rechargement de s’évacuer par l’habitacle H du véhicule V, ce qui permet d’éviter d’utiliser le système de refroidissement des batteries B et donc d’optimiser le temps de chargement des batteries B.
Comme on peut le voir sur la , la trappe P comporte un plaque supérieure pivotée en ouverture, de sorte à être oblique de l’avant en bas vers l’arrière en haut. Ainsi, elle oriente l’air chaud vers l’arrière des sièges avant SA.
La solution proposée permet d’optimiser la durée de charge des batteries B et l’autonomie des véhicules électriques V à l’aide d’un procédé simple.
Lors des opérations de charge des batteries B des véhicules électriques V, ces dernières chauffent, cela est lié au processus physico-chimique de la recharge. Ce phénomène d’échauffement est courant et connu des hommes de l’art.
C’est pour cette raison que des systèmes de refroidissement des batteries sont utilisés si nécessaire lorsque les batteries B atteignent une température trop élevée. Cette température est détectée par une sonde de température S installée dans le bac batterie L situé au niveau du plancher du véhicule V et illustrée en .
Ces systèmes de refroidissement permettent donc de refroidir les batteries B et ainsi d’éviter leur endommagement. Ce système de refroidissement est alimenté par les batteries B de traction du véhicule V, celles-là même qui sont en train d’être rechargées, ce qui fait que leur temps de charge va être allongé.
Le but de cette invention est de diminuer voire de supprimer l’utilisation du système de refroidissement pour permettre d’optimiser le temps de charge des batteries B.
Les batteries B d’un véhicule électrique V sont en général intégrées dans un dispositif appelé « bac batterie » L. Ce système de bac batterie L est en général monté et fixé sous le plancher de l’habitacle H (visible en ) de façon hermétique pour éviter tous les risques de remontée de poussière et d’eau dans le bac L ce qui pourrait provoquer un court-circuit et un incendie du véhicule V.
Afin d’évacuer la chaleur E émise par les batteries B qui chauffent lors des opérations de recharge, il suffit de prévoir une trappe T dans la plancher par exemple sous les sièges avant SA, illustrée en figures 2 à 4. La référence G en concerne une glissière de réglage du siège avant SA.
Ces trappes T seront pilotées par un petit moteur électrique M lui-même géré par une sonde de température S, visible en figures 2 et 3.
Cette zone du bac batterie L où sont positionnées les trappes T est une zone étanche par rapport à l’extérieur, il n’y a donc aucun risque d’entrée d’eau dans le bac batterie L, ce qui n’aurait pas été le cas si les trappes T avaient été positionnées en partie basse du bac batterie L donc au niveau du sol.
Lors des phases de recharge des batteries B, lorsque la sonde de température S détecte dans le bac batterie L une température supérieure à celle admise pour éviter les endommagements des batteries B (température seuil), elle transmet un signal sur le réseau de bord du véhicule V, et ce dernier envoie une information électrique au moteur M de pilotage des trappes T situées sous les sièges avant SA par exemple. Les trappes T actionnées par le moteur M s’ouvrent comme illustré en , ce qui permet alors à la chaleur E issue du bac batterie B de se diffuser dans l’habitacle simplement par effet physique.
De plus, l’information transmise par la sonde de température S sur le réseau de bord du véhicule V est renvoyée par le réseau de bord au niveau des lève-vitres du véhicule pour lancer un entrebâillement des vitres F. Ceci permet alors à la chaleur E de sortir de l’habitacle H.
Ainsi, avec ce système permettant à la chaleur E émise par les batteries B de se dissiper d’abord dans l’habitacle H par l’ouverture de trappes T dans le plancher, puis ensuite à l’extérieur du véhicule V par l’entrebâillement des vitres F, il est possible de retarder voire de ne pas utiliser le système de refroidissement des batteries B. Ainsi, le temps de charge des batteries B est optimisé et très peu, voire pas du tout augmenté en cas d’échauffement de batterie, ce qui permet à l’utilisateur de perdre le moins de temps possible lors des phases de rechargement des batteries de son véhicule.
L’invention porte en outre sur un procédé d’évacuation de chaleur et un programme d’évacuation de chaleur. Le procédé et le programme correspondants peuvent être mis en œuvre dans un système de contrôle de type ordinateur.

Claims (9)

  1. Véhicule automobile (V) comprenant au moins une batterie de traction (B) rechargeable logée dans un bac de batterie (L), et des vitres d’habitacle (F), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un système d’évacuation de chaleur qui comprend :
    - au moins une trappe (T) pour ouvrir le bac de batterie (L) ;
    - un moyen d’évaluation (S) pour évaluer la température de ladite batterie (B) ;
    - un moyen de contrôle de ladite trappe (T), configuré pour ouvrir la trappe (T) si la température de ladite batterie (B) dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et
    - un moyen de contrôle des vitres (F) configuré pour ouvrir les vitres (F) au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie (B) dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
  2. Véhicule automobile (V) selon la revendication 1, dans un repère dans l’espace comprenant un axe avant-arrière (X) suivant une direction de déplacement du véhicule automobile, un axe latéral (Y) perpendiculaire à l’axe avant-arrière (X), et un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe avant-arrière (X) et à l’axe latéral (Y), le véhicule automobile (V) comprenant en outre un habitacle (H), caractérisé en ce que le bac de batterie (L) est disposé sous l’habitacle (H) du véhicule en référence à l’axe vertical (Z), et la trappe (T) débouche dans l’habitacle (H).
  3. Véhicule automobile (V) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la trappe (T) est disposée sensiblement au-dessus de ladite batterie (B) en référence à l’axe vertical (Z).
  4. Véhicule automobile (V) selon la revendication 3, comprenant en outre des sièges avant (SA) en référence à l’axe avant-arrière (X), caractérisé en ce que la trappe (T) débouche vers l’arrière des sièges avant (SA) en référence à à l’axe avant-arrière (X).
  5. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen d’évaluation (S) comprend une sonde de température disposée dans le bac de batterie (L).
  6. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un système de refroidissement basé sur un dispositif de refroidissement tel qu’un climatiseur.
  7. Système d’évacuation de chaleur pour un véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant :
    - au moins une trappe (T) d’ouverture du bac de batterie (L) ;
    - un moyen d’évaluation (S) pour évaluer la température de ladite batterie ;
    - un moyen de contrôle de ladite trappe (T), configuré pour ouvrir la trappe (T) si la température de ladite batterie (B) dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et
    - un moyen de contrôle des vitres (F) configuré pour ouvrir les vitres (F) au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie (B) dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
  8. Procédé d’évacuation de chaleur pour un véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    - évaluer la température de ladite batterie (B) ;
    - contrôler ladite trappe (T) pour l’ouvrir si la température de ladite batterie (B) dépasse une température seuil lors de phases de recharge ; et
    - contrôler les vitres (F) pour les ouvrir au moins en entrebâillement si la température de ladite batterie (B) dépasse la température seuil lors des phases de recharge.
  9. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé d’évacuation de chaleur selon la revendication 8, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
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